1.一階測(cè)量裝置的特性
一階系統(tǒng):包括液柱式溫度計(jì),rc濾波電路,彈簧、阻尼振子。
傳遞函數(shù)是 , , r=熱阻,電阻;c=熱容,電容;
幅頻特性是 ,相頻特性是從公式可看出,輸出的幅值是降低的,相位是滯后的.
一階系統(tǒng)的特性:
(1).一階測(cè)量裝置適用用于測(cè)量緩變或低頻的被測(cè)量。
(2).當(dāng)激勵(lì)頻率ω遠(yuǎn)小于1/τ 時(shí), 其a(ω)值接近于1(誤差不超過(guò)2%),輸入和輸出幅值幾乎相等。
(3).時(shí)間常數(shù)是反映一階系統(tǒng)特性的重要參數(shù)。時(shí)間常數(shù)實(shí)際上決定了該裝置適用的頻率范圍。
(4).一階系統(tǒng)的伯德圖表明在頻率為 1/τ處(稱為轉(zhuǎn)折頻率),該點(diǎn)折線偏離實(shí)際曲線的誤差最大。
2.二階測(cè)量裝置的特性:
包括動(dòng)圈式振子中,固定的永久磁鐵形成的磁場(chǎng)和通電線圈形成的動(dòng)圈磁場(chǎng)相互作用,形成的電磁轉(zhuǎn)矩,該轉(zhuǎn)矩使線圈偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用二階系統(tǒng)描述。彈簧、質(zhì)量、阻尼振子系統(tǒng);rlc電路;其中,系統(tǒng)的固有頻率 和系統(tǒng)的阻尼比 需要根據(jù)具體情況判斷。系統(tǒng)組成后,或調(diào)整完成后,其阻尼比、固有頻率、靈敏度也隨之而定。
二階系統(tǒng)的特性:
(1).當(dāng)ω<<ωn時(shí),h(ω)≈1;當(dāng)ω>>ωm 時(shí),h(ω)→0。
(2).影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)是:固有頻率和阻尼比。
(3).在ω=ωn 附近,系統(tǒng)的幅頻特性受阻尼比影響最大,當(dāng)ω≈ωn時(shí),系統(tǒng)發(fā)生共振。
(4).根據(jù)二階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù):
在ω<<ωn時(shí),φ(ω)很小,且與頻率近似成正比增加。
在ω>>ωn時(shí), 接近-180度,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相。
在ω靠近ωn區(qū)間時(shí),φ(ω) 隨頻率的變化而劇烈變化,當(dāng)ζ越小,這種變化越劇烈。
二階系統(tǒng)是一個(gè)震蕩環(huán)節(jié)。要選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)墓逃蓄l率與阻尼比的組合,從而獲得較小的誤差與較較寬的工作頻率范圍。一般取ω< =(0.6~0.8)ωn,ζ=(0.65~0.7)。
測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)
實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件
(1).a(chǎn)(ω)=ao= 常數(shù),φ(ω) =-toω。
(2).若測(cè)試的結(jié)果用作反饋控制信號(hào),則相位誤差應(yīng)力求小。
信號(hào)需要前置處理,過(guò)濾非信號(hào)頻帶內(nèi)的噪聲,以免影響信噪比。
一階裝置時(shí)間常數(shù)越小越好。
測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試
頻率響應(yīng)法。
階躍響應(yīng)法:欠阻尼二階裝置的階躍響應(yīng),利用公式求出阻尼比,再利用公式求出固有頻率。
負(fù)載效應(yīng):某裝置由于后接另一裝置而產(chǎn)生和種種現(xiàn)象,稱為負(fù)載效應(yīng)。
減輕負(fù)載效應(yīng)的措施:
(1)提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的輸入阻抗。
(2)在原來(lái)兩個(gè)相聯(lián)接的環(huán)節(jié)之中,插入高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器,以便一方面減小從前環(huán)節(jié)吸取能量,另一方面在承受后一環(huán)節(jié)(負(fù)載)后又能減小電壓輸出的變化,從而減輕負(fù)載效應(yīng)。
(3)使用反饋或零點(diǎn)測(cè)量原理,使后面環(huán)節(jié)幾乎不從前環(huán)節(jié)吸取能量。